一、光譜儀是干什么用的
光譜儀又稱分光儀,,廣泛為人知的為直讀光譜儀,。以光電倍增管等光探測器測量譜線不同波長位置強(qiáng)度的裝置。它由一個(gè)入射狹縫,一個(gè)色散系統(tǒng),,一個(gè)成像系統(tǒng)和一個(gè)或多個(gè)出射狹縫組成,。以色散元件將輻射源的電磁輻射分離出所需要的波長或波長區(qū)域,并在選定的波長上(或掃描某一波段)進(jìn)行強(qiáng)度測定,。分為單色儀和多色儀兩種,。
二、光譜儀的種類有哪些
光譜儀的種類很多,,分類方法也很多,,根據(jù)光譜儀所采用的分解光譜的原理,可以將其分成兩大類:經(jīng)典光譜儀和新型光譜儀,。經(jīng)典光譜儀是建立在空間色散(分光)原理上的儀器,;新型光譜儀是建立在調(diào)制原理上的儀器,故又稱為調(diào)制光譜儀,。
經(jīng)典光譜儀依據(jù)其色散原理可將儀器分為:棱鏡光譜儀,、衍射光柵光譜儀、干涉光譜儀,。
根據(jù)光譜儀器所能正常工作的光譜范圍,,光譜儀可分為:真空紫外(遠(yuǎn)紫外)光譜儀(6~200nm)、紫外光譜儀(185~400nm),、可見光光譜儀(380~780nm),、近紅外光譜儀(780nm~2.5μm)、紅外光譜儀(2.5~50μm),、遠(yuǎn)紅外光譜儀(50μm~1mm),。
按探測方法分,,有直接用眼觀察的分光鏡,,用感光片記錄的攝譜儀,以及用光電或熱電元件探測光譜的分光光度計(jì)等,。單色儀是通過狹縫只輸出單色譜線的光譜儀器,,常與其他分析儀器配合使用。
三,、光譜儀的結(jié)構(gòu)及功能
一臺(tái)典型的光譜儀主要由一個(gè)光學(xué)平臺(tái)和一個(gè)檢測系統(tǒng)組成,。包括以下幾個(gè)主要部分:
1、入射狹縫:在入射光的照射下形成光譜儀成像系統(tǒng)的物點(diǎn),。
2,、準(zhǔn)直元件:使狹縫發(fā)出的光線變?yōu)槠叫泄狻T摐?zhǔn)直元件可以是一獨(dú)立的透鏡,、反射鏡,、或直接集成在色散元件上,如凹面光柵光譜儀中的凹面光柵。
3,、色散元件:通常采用光柵,,使光信號(hào)在空間上按波長分散成為多條光束。
4,、聚焦元件:聚焦色散后的光束,,使其在焦平面上形成一系列入射狹縫的像,其中每一像點(diǎn)對應(yīng)于一特定波長,。
5,、探測器陣列:放置于焦平面,用于測量各波長像點(diǎn)的光強(qiáng)度,。該探測器陣列可以是CCD陣列或其它種類的光探測器陣列,。
四、光譜儀的原理
根據(jù)光譜學(xué)理論,,所有物質(zhì)的原子或分子受到激勵(lì)時(shí)既能發(fā)射一定波長的電磁波,,也能吸收這一波長的電磁波。當(dāng)一束白光通過棱鏡或光柵時(shí),,就被分散成一系列不同波長的色帶——光譜,,這就是色散現(xiàn)象。
光譜儀器主要由光源,、單色器和探測器組成,。發(fā)射光譜儀器最常用的光源是使樣品激發(fā)出的電火花、交直流電弧,、感應(yīng)耦合等離子體和激光等,。吸收光譜儀器的光源主要采用各種紫外、可見或紅外光源或能發(fā)射某一元素所特有譜線的空心陰極燈(由矩形脈沖供電),。已有70余種元素和30多種復(fù)合元素的空心陰極燈,,可在很短時(shí)間內(nèi)變換元素?zé)艋蛘{(diào)節(jié)燈光的強(qiáng)度。
單色器由分光元件和狹縫組成,,它的作用是將光波按波長分散開來,,又稱分光器或單色儀,過去用棱鏡分光,,新型儀器已大多改用光柵,,故光譜儀器又分為光柵光譜儀或棱鏡光譜儀。棱鏡光譜儀在紫外波段有較大的色散率,,常用于堿金屬,、稀土元素和礦物分析。光柵按制造工藝可分為刻劃光柵和全息光柵,,按工作表面幾何形狀可分為平面光柵和凹面光柵等,。為了提高儀器的分辨本領(lǐng)和信噪比,,可以采用更密的光柵刻線或用幾塊光柵組合成單色器。
探測器的作用是探測,、顯示或記錄各譜線的位置和強(qiáng)度,。在攝譜儀中采用感光板記錄,然后再用光譜投影儀和測微光度計(jì)測量,。光量計(jì)和分光光度計(jì)都用光電器件(如光電倍增管)或熱電器件(如熱電偶等)作檢測元件,,經(jīng)光電變換放大后用檢流計(jì)顯示或用計(jì)算機(jī)處理。
五,、光譜儀的應(yīng)用
光譜儀應(yīng)用很廣,,在農(nóng)業(yè)、天文,、汽車,、生物、化學(xué),、鍍膜,、色度計(jì)量、環(huán)境檢測,、薄膜工業(yè),、食品、印刷,、造紙,、拉曼光譜、半導(dǎo)體工業(yè),、成分檢測,、顏色混合及匹配、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用,、熒光測量,、寶石成分檢測、氧濃度傳感器,、真空室鍍膜過程監(jiān)控,、薄膜厚度測量,、LED測量,、發(fā)射光譜測量、紫外/可見吸收光譜測量,、顏色測量等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,。